Abone Ol

Dikkat bu yazı yapay zeka kullanılarak oluşturulmuştur! Bu ayki yazımızı günümüzde bir hayli popüler olan bir yapay zeka robotunu kullanarak kaleme aldım. Bunu yapmamın nedeni hem yapay zeka kullanarak her ay yazdığımız yazıların yazılıp yazılamayacağını görmek hem de çıkan sonuçları sizlerle paylaşarak yapay zekanın bu alanda geldiği seviyeyi göstermektir.

Geçen ay boru içi akışı modellemek için geliştirilen Darcy-Weisbach denklemini incelemiştik. O yazımızda Darcy-Weisbach denkleminde yer alan sürtünme katsayısının belirlenmesi için birçok eşitlik geliştirildiğini ve bu eşitliklerden biri olan Colebrook-White denkleminden bahsetmiştik. Colebrook-White denklemi sürtünme katsayısının hesabı için kullanılmaktaydı ancak çözüme ulaşmak için o tarihlerde hiç de kolay olmayan kök bulma yöntemleri ile iterasyonların yapılması gerekiyordu. İşte bu soruna bir yanıt olarak ortaya çıkan Moody diyagramı bu ayki konumuzu oluşturuyor.

Moody diyagramı dairesel kesitli borularda sürtünme katsayısı, Reynold sayısı ve boru pürüzlülüğü arasındaki ilişkiyi gösteren ve sürtünme faktörünün hesaplanması ve akışkanların borulardaki akış rejimini belirlemek amacıyla geliştirilmiş bir grafiksel araçtır. Grafik üzerinde laminar akış için sürtünme faktörü, Reynolds sayısına bağlı olarak doğrusal biçimde değişirken, türbülanslı akış rejiminde bu değişim doğrusal değildir. Bundan dolayı Moody diyagramı esas olarak türbülanslı akış rejimindeki sürtünme faktörünü hesaplamak için kullanılır. Diyagramın dikey eksenlerinden birini oluşturan pürüzlülük faktörü, boru iç yüzeyindeki pürüzlerin etkisini temsil etmektedir. Dolayısıyla Moody diyagramı farklı pürüzlülük faktörlerine sahip boruların performansını karşılaştırmak ve optimal boru seçimi için de kullanılabilmektedir.

Moody diyagramının genel tanımını yaptıktan sonra bu diyagramı geliştiren bilim insanının da hayatından kısaca bahsedelim. Lewis Ferry Moody 1880 yılında Philadelphia Amerika’da doğmuş ve 1953’te Princeton’da hayata gözlerini yummuştur. 1930 yılından itibaren Princeton Üniversite’sinde akışkanlar mekaniği alanında çalışmıştır. Toplamda 23 adet patenti bulunan Moody, geliştirmiş olduğu ve bu yazıya da konu olan diyagramı ile tanınmaktadır. Bilim dünyasına yaptığı katkılardan dolayı ölümünden 5 yıl sonra Amerikan Makine Mühendisleri Odası (ASME), akışkanlar mekaniği alanındaki seçkin makaleleri ödüllendirmek için Moody onuruna ödül vermeye başlamıştır.

Diyagramın tanımı ve Moody’nin hayatından bahsettikten sonra artık diyagramın tarihsel gelişimine bakabiliriz. Geçen ayki yazımızda da değindiğimiz gibi Darcy-Weisbach denklemi ve Colebrook-White denklemi boru içi akış rejimini belirlemek için yeterliydi ancak pratik bir çözüm sunmuyorlardı. Birçok araştırmacı bu konuda çalışarak daha hızlı ve kolay yöntemler geliştirmeye çalışıyordu. Bunlardan biri M.I.T.’de akışkanlar mekaniği üzerine çalışan Amerikalı bir akademisyen olan Hunter Rouse’dur. Rouse’un 1943 yılında geliştirdiği grafik bu alanda ortaya çıkarılan ilk diyagramlardan biridir. Rouse, yaptığı çalışmalar sonucunda Reynolds sayısı ve boru pürüzlülüğü değerlerine bağlı olarak boru içi sürtünme katsayısının değişimini gösteren grafiğini duyurdu. Bu grafikte Rouse, o zamanki araştırmacıların alışkın olmadığı şekilde eksenleri kendine göre belirlemişti. Bundan dolayı bilim çevrelerince pek fazla kabul görmedi. Rouse’dan bir yıl sonra Lewis F. Moody, Rouse’un alışılmadık eksen tercihlerinin yol açtığı zorluktan yola çıkarak yeni bir diyagram geliştirmeye başladı. Moody, grafiğini geliştirirken Rouse ve R. J. S. Pigott’un çalışmalarından yararlandı. Özellikle Pigott’un binlerce deneyi analiz ederek ulaştığı sonuçlar Moody için çok faydalı oldu. Ve Rouse’un eksenlerini değiştirerek diyagramın günümüzdeki hali olan Moody diyagramını ortaya çıkardı. Moody, diyagramını 1944 yılında “Friction Factors for Pipe Flow” adlı makalesi ile yayımladı. Bu arada Rouse’un ve Moody’nin diyagramlarından hariç Pigott’un da 1933 yılında geliştirmiş olduğu bir grafik bulunmaktadır. Moody kendi grafiğini oluştururken Pigott’un diyagramından ve çalışmalarından büyük ölçüde faydalanmıştır.

Yayımlandığı günden itibaren Moody diyagramı, sürtünme faktörünün tahmin edilmesi ve akış rejiminin belirlenmesi için pratik bir grafiksel yaklaşım sağladı. Bu diyagram, sürtünme faktörünü Reynolds sayısı ve pürüzlülük faktörüne bağlayarak borulardaki akış rejimini ve sürtünme kayıplarını daha kolay ve hızlı bir şekilde hesaplamamıza olanak tanıdı. Moody diyagramı, sürtünme faktörünün tahmininde kullanılan daha önceki yöntemlere kıyasla daha kullanışlı ve standart bir araç haline geldi. Günümüzde bilgisayar teknolojilerinin gelişmesi ile birlikte CFD yöntemleri kullanılarak çok daha hassas sonuçlara ulaşılsa da Moody diyagramı güncelliğini kaybetmedi ve mühendisler tarafından kullanılmaya devam edilmektedir.

Yazının sonunda yapay zeka ile ilgili tespitimi de paylaşmak istiyorum. Yapay zeka robotuna bu tarz bir konuyu verip kendi başına özgün bir yazı yazmasını beklemek veya konu ile ilgili sorulara verdiği yanıtları derleyerek bir makale oluşturmak pek mümkün görünmüyor. Öte yandan araştırma yapmayı kolaylaştırması ve konuyu özetlemesi bakımından değerlendirildiğinde yapay zeka ile bu yazıyı daha hızlı bir şekilde tamamladığımı söyleyebilirim.

Süleyman Kavas

ÜNTES Pazarlama ve İş Geliştirme Müdürü